Science >> Wetenschap >  >> Energie

Hoe verhoudt de energie van een foton zich in verschilniveaus van waaruit deze wordt uitgestoten?

De energie van een foton uitgezonden uit een atoom is direct gerelateerd aan het energieverschil tussen de twee energieniveaus die bij de overgang betrokken zijn. Hier is hoe het werkt:

* energieniveaus: Atomen hebben verschillende energieniveaus die elektronen kunnen bezetten. Deze niveaus zijn gekwantiseerd, wat betekent dat elektronen alleen kunnen bestaan ​​bij specifieke energiewaarden.

* overgangen: Wanneer een elektron van een hoger energieniveau naar een lager energieniveau springt, geeft het de overtollige energie als foton vrij.

* fotonergie: De energie van het uitgezonden foton is precies gelijk aan het energieverschil tussen de twee niveaus. Dit wordt beschreven door de volgende vergelijking:

e_photon =e_higher niveau - e_lower level

Daarom, hoe hoger het energieverschil tussen de niveaus, hoe hoger de energie van het uitgezonden foton.

Hier zijn enkele implicaties van deze relatie:

* Hogere energieniveaus: Overgangen met hogere energieniveaus (verder weg van de kern) zullen fotonen met hogere energie produceren. Deze fotonen bevinden zich vaak in het ultraviolette of zelfs röntgengebied van het elektromagnetische spectrum.

* Lagere energieniveaus: Overgangen met lagere energieniveaus (dichter bij de kern) zullen fotonen met lagere energie produceren. Deze fotonen bevinden zich meestal in het zichtbare of infraroodgebied.

Voorbeeld:

* Stel je een elektron voor in een waterstofatoom die overgaat van het n =3 energieniveau naar het n =1 energieniveau. Dit zal resulteren in de emissie van een foton met een energie die overeenkomt met het energieverschil tussen deze twee niveaus. Deze energie is voldoende om een ​​foton in het ultraviolette gebied te creëren.

Samenvattend: De energie van een foton uitgezonden door een atoom is een directe weerspiegeling van het energieverschil tussen de atomaire energieniveaus die bij de overgang betrokken zijn. Hogere energieverschillen leiden tot fotonen met een hogere energie.